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微生物加固模拟月壤强度特性试验研究 被引量:1
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作者 史金权 付贵永 +1 位作者 刘汉龙 肖杨 《土木与环境工程学报(中英文)》 北大核心 2025年第2期20-29,共10页
为探究微生物固化月壤作为建筑材料的潜力,通过微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)对模拟月壤CQU-L1和CQU-L2进行加固,对不同加固次数和不同胶结液(CS)浓度的固化模拟月壤进行无侧限抗压试验、剪切波速试验及扫描电镜SEM微观观测。结果表明:随... 为探究微生物固化月壤作为建筑材料的潜力,通过微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)对模拟月壤CQU-L1和CQU-L2进行加固,对不同加固次数和不同胶结液(CS)浓度的固化模拟月壤进行无侧限抗压试验、剪切波速试验及扫描电镜SEM微观观测。结果表明:随着MICP加固次数和胶结液浓度的增加,固化模拟月壤强度提升显著。相同加固次数下,固化模拟月壤的强度随胶结液浓度的提升而提升,用浓度为2.0 mol/L的胶结液加固12次的试样峰值强度可达1.303 MPa。土体剪切波速与无侧限抗压强度增加的趋势相似,最大剪切波速可达508 m/s。微生物注浆加固对模拟月壤CQU-L1的加固效果较CQU-L2差,原因在于模拟月壤CQU-L1颗粒较细,在相同加固次数下,其渗透性下降更显著,使得有效加固次数降低。SEM试验结果表明:随着加固次数和胶结液浓度的增加,固化模拟月壤孔隙中形成更为明显的致密结构,并且碳酸钙以球霰石为主。微生物加固有望为月球建造提供一种新的方式,但需要根据月壤的级配以及月壤的物理化学特性对加固方法进行改进。 展开更多
关键词 微生物诱导碳酸钙沉淀 模拟月壤 无侧限抗压强度 剪切波速 月球建造
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SH波在三角形山体地形中的散射与能量分布规律研究
2
作者 余小越 许明 +3 位作者 谢强 蔡宇 刘先珊 甘峰帆 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2639-2649,2660,共12页
地形对地震波传播路径及能量分布具有重要影响。为研究地形对地震波传播的调制效应,采用波函数展开法研究均匀半无限介质中等腰三角形山体受到水平剪切波(horizontal shear wave,SH波)作用时山体的动力响应。基于已有的散射频域解,引入... 地形对地震波传播路径及能量分布具有重要影响。为研究地形对地震波传播的调制效应,采用波函数展开法研究均匀半无限介质中等腰三角形山体受到水平剪切波(horizontal shear wave,SH波)作用时山体的动力响应。基于已有的散射频域解,引入地形地震动传递因子,并结合Laplace及Fourier变换求得山体位移的时域解析解答,研究SH波与三角形地形相互作用下山体的地震动时空分布特征及能量分布规律。结果表明:(1)SH波入射下山体表面点的波动程度显著高于平地表点,受频率成分影响更强,特定频率下表现出显著的放大效应和衰减效应。入射角度对共振频率及地形地震动传递因子的幅值具有重要影响。(2)地震波在山体边界和尖端处发生多次反射与折射,形成复杂的干涉波场。单位幅值脉冲垂直入射时山顶点位移幅值达2.65,随入射角度增加,位移幅值极大值减小并由山体顶点向山体右侧移动,水平入射时位移幅值极大值为2.12。(3)三角形山体地形与地震波的相互作用导致地震波能量在山体特定区域发生聚焦。垂直入射时能量集中在山顶及斜坡附近;斜入射和水平入射时,能量更多分布在山体背坡面,且几何聚焦效应更为显著,局部能量汇聚更加明显。 展开更多
关键词 地形效应 三角形山体地形 波函数展开法 地震动时空分布 能量分布
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考虑消落带岩体劣化影响的典型危岩岸坡稳定性研究 被引量:3
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作者 刘新荣 王浩 +3 位作者 郭雪岩 罗新飏 周小涵 许彬 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期563-576,共14页
三峡库区周期性水位升降引起的消落带岩体劣化对典型危岩岸坡稳定性具有重大影响。基于野外调研及地勘资料,采用通用离散单元法程序(universal distinct element code,简称UDEC)研究了消落带劣化区形态对近水平层状高陡危岩岸坡的稳定... 三峡库区周期性水位升降引起的消落带岩体劣化对典型危岩岸坡稳定性具有重大影响。基于野外调研及地勘资料,采用通用离散单元法程序(universal distinct element code,简称UDEC)研究了消落带劣化区形态对近水平层状高陡危岩岸坡的稳定性影响。研究表明:目前三峡库区巫山段的近水平层状危岩岸坡消落带岩体劣化严重,在不同消落带劣化区存在紧密层状、松散碎裂状、溶蚀凹腔状、含挤压碎裂带等典型消落带劣化区形态;含有第1种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性较好,危岩体位移较小,失稳模式为滑移破坏;含有第2种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体先向坡内偏移,其后随着消落带岩体支撑强度弱化向坡外倾倒破坏;含有第3种消落带劣化区形态的危岩岸坡危岩体向坡外位移较大,失稳模式为倾倒破坏;含有第4种消落带劣化区形态的危岩岸坡稳定性主要受挤压破碎带的力学性质控制,易产生沿破碎带切割面的旋转滑移破坏;通过对以上4种劣化区形态的危岩岸坡增加防治加固措施,危岩体的变形位移得到了不同程度的有效控制。 展开更多
关键词 危岩岸坡 消落带劣化区形态 野外调研 通用离散单元法程序(UDEC) 数值模拟 劣化特征 稳定性
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库水升降作用下灰岩岸坡稳定性数值研究
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作者 刘新荣 李沛瑶 +4 位作者 刘馨琳 郭雪岩 周小涵 罗新飏 王浩 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期23-37,共15页
基于现场调研与采样,采用室内力学试验测定灰岩力学参数与干湿循环下强度劣化规律;基于UDEC建立库岸边坡数值模型,研究了三峡库区反倾岸坡、顺层岸坡、近水平层状岸坡及含危岩体岸坡在库水升降作用下的失稳演化过程及消落带劣化深度与... 基于现场调研与采样,采用室内力学试验测定灰岩力学参数与干湿循环下强度劣化规律;基于UDEC建立库岸边坡数值模型,研究了三峡库区反倾岸坡、顺层岸坡、近水平层状岸坡及含危岩体岸坡在库水升降作用下的失稳演化过程及消落带劣化深度与岩层厚度对岸坡稳定性的影响规律。结果表明:库水升降作用下岸坡的失稳过程可以分为裂隙萌生发育、裂隙发展贯通和坡体失稳破坏阶段;随着消落带劣化深度的增加,4种岸坡稳定性系数降低;随着岩层厚度的增加,4种岸坡的稳定性系数升高。近水平层状岸坡稳定性系数受以上2种因素影响最大,而随着干湿循环次数增加发生的变化最小;当劣化深度大于10 m以及岩层厚度大于5 m时,含危岩体岸坡稳定性系数随影响因素水平变化而产生的变化量较小。长远来看,受库水影响的4种典型岩质岸坡稳定性从大到小依次为反倾岸坡、近水平层状岸坡、顺层岸坡、含危岩体岸坡。 展开更多
关键词 消落带劣化 库岸边坡 数值模拟 失稳破坏 岩体稳定性
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干湿循环后贯通型锯齿状红砂岩节理面剪切本构模型 被引量:1
5
作者 王桂林 王力 +1 位作者 王润秋 任甲山 《岩土力学》 北大核心 2025年第3期706-720,共15页
库岸岩质边坡因受库水位波动影响,节理面受到干湿循环的作用,干湿循环后的节理面剪切强度成为控制岩质边坡稳定性的关键因素之一。目前针对干湿循环后岩体节理面剪切损伤本构等方面研究不充分。以三峡库区红砂岩为例,通过开展不同干湿... 库岸岩质边坡因受库水位波动影响,节理面受到干湿循环的作用,干湿循环后的节理面剪切强度成为控制岩质边坡稳定性的关键因素之一。目前针对干湿循环后岩体节理面剪切损伤本构等方面研究不充分。以三峡库区红砂岩为例,通过开展不同干湿循环次数下红砂岩的节理直剪试验,获得干湿循环作用下红砂岩的强度变形特征,建立了考虑干湿循环效应的修正Iwan节理面剪切损伤本构模型。结果表明:节理试样的剪切应力-位移曲线形态表现为初始压密、线弹性变形、峰前软化、峰后破坏和残余变形5个阶段;通过引入Logistic模型,节理面剪切损伤本构模型能够反映实际的节理面损伤过程,较好地描述规则锯齿状节理面压密阶段剪切变形行为;干湿循环次数与修正后节理面Iwan剪切损伤本构模型参数存在对数关系;通过室内试验,验证了考虑干湿循环效应的修正Iwan节理面剪切损伤本构模型的准确性,该模型能有效预测干湿循环后节理面剪切应力-剪切位移的关系。研究成果可为三峡库区岩质边坡剪切滑移破坏机制研究和灾害防治提供一定参考。 展开更多
关键词 红砂岩 节理面 干湿循环 剪切本构模型
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水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下劣化灰岩能量演化规律与损伤本构模型
6
作者 杨忠平 侯善萌 +2 位作者 张益铭 高宇豪 刘新荣 《岩土工程学报》 北大核心 2025年第4期759-768,共10页
库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件... 库水位常年周期性波动,导致消落带基岩处于水动力冲蚀的干湿循环状态,加之覆岩的自重作用,促使基岩强度的劣化。为研究水动力-应力-化学溶蚀耦合条件下岩体劣化规律,在现场调查基础上,开展了该耦合条件下灰岩试样劣化试验,阐明了此条件下灰岩能量演化规律并提出了损伤本构模型。结果表明:根据能率-位移曲线,将岩石破坏过程划分为易损区压密、微裂隙闭合、弹性变形、微裂隙扩展及峰后破坏5个阶段;随着劣化应力的增加,部分耗散能提前释放,耗散能与弹性能相等时的应变逐渐减小;随着干湿循环次数的增加,其破坏时总能量对应力的敏感性增强;揭示了水动力-应力-化学溶蚀耦合机理;提出了水动力-应力-化学溶蚀耦合作用下考虑压密阶段劣化灰岩的损伤本构模型,预测精度较高,可为库区灾害预测防治提供一定的理论指导。 展开更多
关键词 水动力-应力-化学溶蚀耦合 单轴压缩 能量演化 WEIBULL分布 本构模型
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应力波扰动下岩石节理端部应力集中特征分析
7
作者 许明 袁帮国 +3 位作者 蔡宇 刘先珊 甘峰帆 袁东豪 《岩土力学》 北大核心 2025年第6期1687-1699,共13页
为分析岩石节理在动力扰动下的端部应力集中效应,基于岩石节理受压闭合的特点,视节理符合椭圆形态特征,引入修正的节理法向刚度非均匀分布双曲线模型,综合考虑地应力、节理倾角以及节理长度等因素,对P波与SV波入射扰动下的节理表面应力... 为分析岩石节理在动力扰动下的端部应力集中效应,基于岩石节理受压闭合的特点,视节理符合椭圆形态特征,引入修正的节理法向刚度非均匀分布双曲线模型,综合考虑地应力、节理倾角以及节理长度等因素,对P波与SV波入射扰动下的节理表面应力与端部应力集中效应特征进行对比分析。结果表明:考虑节理形态特征条件下,越靠近节理端部,应力波对节理面正应力的扰动幅值逐渐增加,节理对应力波的削减作用逐渐降低,更接近于应力波在完整岩石中的传播效果;节理端部的应力集中效应与节理表面的压应力和剪应力呈正相关,但压应力引起的节理端部应力集中效应更为显著;与忽略节理形态特征条件相比,考虑节理形态特征条件下端部的应力集中效应随应力波入射的波动更为明显,更易发生破坏,更有利于工程安全的分析;在相同条件下,P波主要引起节理面上的正应力变化,而SV波则主要引起剪应力变化;在节理端部的延长点上,随着应力波入射角度增加,SV波对剪应力的影响效果减弱,而对正应力的影响效果加强,这与P波的影响效果表现相反,并且水平位移与正应力值呈正相关性,竖向位移随剪应力的增大而增大;当节理处于拉剪状态下,端部绝大部分区域的正应力表现为拉应力,而当节理处于压剪状态时以压应力为主。 展开更多
关键词 应力集中 椭圆型节理 应力波传播 法向刚度
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地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究 被引量:23
8
作者 刘新荣 邓志云 +2 位作者 刘永权 刘树林 路雨明 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2507-2516,共10页
研究边坡在反复地震作用下的累积损伤对于库区岩质边坡的长期稳定性分析具有重要意义。结合振动台试验与理论分析方法,对水平层状岩质边坡在反复地震作用下的累积损伤与破坏模式进行了深入研究。结果表明:采用混凝土疲劳裂纹扩展的双K... 研究边坡在反复地震作用下的累积损伤对于库区岩质边坡的长期稳定性分析具有重要意义。结合振动台试验与理论分析方法,对水平层状岩质边坡在反复地震作用下的累积损伤与破坏模式进行了深入研究。结果表明:采用混凝土疲劳裂纹扩展的双K准则可以很好地解释边坡的累积损伤曲线的变化趋势,完整的累积损伤演化曲线表现出初始损伤、细观裂纹扩展、宏观裂缝扩展3个阶段;分别采用三次多项式和幂指数建立了微小地震和强震作用下边坡岩体累积损伤演化模型并取得了良好的拟合效果,微小地震作用下边坡岩体累积损伤曲线表现出初期略微下降、中期线性增长、后期平缓增长的正"S"型的3段式特征,强震作用下边坡岩体累积损伤相比微震作用下有较为快速的增长,且在边坡破坏前增速加快。频发微震作用下,水平层状岩质边坡在坡体上部形成阶梯型破坏面并向坡面出露,在坡体下部形成平直的剪切破坏面,坡体最终的破坏面呈阶梯状。 展开更多
关键词 地震作用 岩质边坡 振动台试验 累积损伤 破坏模式
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土石混合体注浆扩散机制及影响因素试验研究 被引量:20
9
作者 钟祖良 别聪颖 +3 位作者 范一飞 刘新荣 罗亦琦 涂义亮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期4194-4202,共9页
为了研究浆液在土石混合体中的扩散机制及其影响因素,以重庆地区土石混合体为研究对象,研制了一套可重复使用的室内注浆模型试验系统,开展了不同含石量、孔隙比、浆液黏度和注浆压力等条件下土石混合体注浆模型试验研究。研究结果表明:... 为了研究浆液在土石混合体中的扩散机制及其影响因素,以重庆地区土石混合体为研究对象,研制了一套可重复使用的室内注浆模型试验系统,开展了不同含石量、孔隙比、浆液黏度和注浆压力等条件下土石混合体注浆模型试验研究。研究结果表明:浆液在土石混合体中主要以渗透、劈裂的方式扩散。当含石量由低到高变化时,浆液主要扩散方式由劈裂扩散转化为渗透扩散;中等含石量时,劈裂扩散与渗透扩散相当。在试验的基础上,结合支持向量机制论建立了土石混合体注浆扩散半径预测模型,并基于该模型的计算结果,获得了渗透扩散半径和劈裂扩散半径影响因素的影响次序分别为:含石量>浆液黏度>孔隙比>注浆压力、含石量>注浆压力>浆液黏度>孔隙比。含石量对扩散形式的影响最大,对扩散半径值的影响占主导地位,建议实际工程中应根据土体含石量分区段进行注浆技术参数设计。 展开更多
关键词 土石混合体 含石量 扩散机制 预测模型 影响因素
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关键影响因子作用下三峡库区堆积层滑坡分布规律及变形破坏响应特征 被引量:29
10
作者 杨忠平 李绪勇 +2 位作者 赵茜 张益铭 刘新荣 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期617-627,共11页
三峡库区崩滑地质灾害频发,堆积层滑坡是最常见的滑坡类型。在分析三峡库区145处库岸堆积层滑坡资料基础上,选取地形地貌、地质岩性和斜坡构造作为控制因素、降水和库水波动作为主要诱发因素,探究堆积层滑坡在上述关键影响因子下的分布... 三峡库区崩滑地质灾害频发,堆积层滑坡是最常见的滑坡类型。在分析三峡库区145处库岸堆积层滑坡资料基础上,选取地形地貌、地质岩性和斜坡构造作为控制因素、降水和库水波动作为主要诱发因素,探究堆积层滑坡在上述关键影响因子下的分布发育规律及变形破坏响应特征,阐明内在机理,结果表明:(1)受区域地质构造和基岩地层岩性显著控制,滑坡发育频次和规模沿长江存在显著空间差异性;(2)砂页岩夹煤层岩组(SC)和泥灰岩与砂泥岩互层岩组(MSM)对库区堆积层滑坡危害最大,软岩、“软-硬”互层二元结构和水-岩(土)相互作用是主导滑坡发育的主要影响因素;(3)大多数滑坡涉水,主要发育在10°~30°斜坡上,前缘高程集中在100~175 m,受库水波动影响严重,岸别和斜坡结构对堆积层滑坡发育没有明显控制作用;(4)库区滑坡主要由降雨-库水下降联合诱发滑体前缘滑移-拉裂,引发牵引式滑坡,降雨与库水波动各自对滑体的影响格局和程度存在明显差异。以期研究成果为有针对性的库区滑坡总体防治提供一定的科学指导。 展开更多
关键词 三峡库区 堆积层滑坡 关键影响因子 分布规律 变形破坏模式
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页岩渗流模型及孔压与温度影响机理研究 被引量:19
11
作者 赵瑜 王超林 +2 位作者 曹汉 陈宇超 沈维克 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1754-1760,共7页
为研究孔压与温度对页岩渗流影响机理,在岩石三轴渗流仪上对页岩进行了He和CO2渗流试验。试验结果表明,He渗流下渗透率与孔压呈正相关关系;CO2渗流下渗透率随孔压增加先下降再上升;孔压通过有效应力、基质吸附膨胀及滑脱作用影响渗透率... 为研究孔压与温度对页岩渗流影响机理,在岩石三轴渗流仪上对页岩进行了He和CO2渗流试验。试验结果表明,He渗流下渗透率与孔压呈正相关关系;CO2渗流下渗透率随孔压增加先下降再上升;孔压通过有效应力、基质吸附膨胀及滑脱作用影响渗透率,提出了考虑3者综合作用的渗流理论模型,并进行了验证。不同温度渗流试验结果表明,页岩渗透率随温度升高先下降再上升,且围压越低,温度影响越明显;气体滑脱效应随温度升高逐渐增大;温度通过影响基质热膨胀、滑脱效应、分子热运动及吸附膨胀改变页岩渗透率,建立了考虑温度作用的渗流模型并通过试验数据进行验证,得到较好的拟合结果。 展开更多
关键词 页岩 渗流 吸附 Klinkenberg 温度
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水力作用下岩质斜坡破坏机制和稳定性分析研究现状 被引量:11
12
作者 刘新荣 熊飞 +2 位作者 李滨 杨忠平 周小涵 《中国岩溶》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期547-558,共12页
基于国内外研究现状和岩质滑坡案例,总结出岩质滑坡的水力致灾机制,归纳考虑水力作用下的岩质斜坡主要失稳破坏模式,评述了岩质斜坡稳定性分析方法。岩质滑坡的水力致灾机制主要由于水对滑体产生的静水压力(岩体侧面的推力、滑面的扬压... 基于国内外研究现状和岩质滑坡案例,总结出岩质滑坡的水力致灾机制,归纳考虑水力作用下的岩质斜坡主要失稳破坏模式,评述了岩质斜坡稳定性分析方法。岩质滑坡的水力致灾机制主要由于水对滑体产生的静水压力(岩体侧面的推力、滑面的扬压力和岩体的浮力)和动水压力(向坡外的渗透力)作用。从渗流—应力耦合的角度可较全面评价水渗流对坡体稳定性的影响。斜坡的岩体结构决定了水力作用方式和坡体的失稳破坏形式,考虑水力作用下的岩质斜坡失稳破坏形式主要有:顺层滑动、平推式滑动、楔形体滑移和危岩的崩塌。对于水力作用下岩质斜坡的稳定性分析方法主要有极限平衡法、有限元强度折减法、基于断裂力学的危岩稳定性分析法和渗流—应力耦合模型分析法,其中前两种方法应用较为广泛。 展开更多
关键词 岩质滑坡 水力作用 致灾机制 滑坡模式 稳定性分析
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平行隧道开挖引起场地沉降的透明土模型试验研究 被引量:16
13
作者 刘汉龙 钟海怡 +2 位作者 顾鑫 向钰周 仉文岗 《土木与环境工程学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2021年第1期1-10,共10页
为了便捷现代城市交通,地铁系统普遍采用平行隧道模式。平行隧道开挖引起的场地沉降预测一般基于单一隧道工况,利用简化叠加法生成变形剖面,而没有考虑两个隧道之间的相互作用。采用透明土模型试验技术,自主研发平行隧道模型试验装置及... 为了便捷现代城市交通,地铁系统普遍采用平行隧道模式。平行隧道开挖引起的场地沉降预测一般基于单一隧道工况,利用简化叠加法生成变形剖面,而没有考虑两个隧道之间的相互作用。采用透明土模型试验技术,自主研发平行隧道模型试验装置及试验方法,研究了在砂质场地上开挖平行隧道引起的地表和地层沉降特性。通过模型试验探索了平行隧道间距、土体损失率、埋深等要素对地表和地表沉降的影响规律。在此基础上,量化了土体损失率和场地沉降值间的数值关系。此数值关系可为砂质场地中平行隧道施工与设计提供参考依据,也为隧道间距初选以及埋深的初步确定提供理论支撑。 展开更多
关键词 透明土 平行隧道 模型试验 地表沉降 地层沉降
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土石混合料剪切特性影响因素的离散元数值研究 被引量:22
14
作者 杨忠平 田鑫 +3 位作者 雷晓丹 蒋源文 刘新荣 胡元鑫 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2020年第1期39-50,共12页
土石混合料剪切特性控制着高填方边坡的稳定性。土石混合料特殊的结构、物质及粒径组成等极其复杂,为探究土石混合料剪切特性影响因素及其规律,在室内试验基础上,基于PFC2D构建了颗粒离散元数值模型,分析了颗粒级配、初始孔隙率、块石... 土石混合料剪切特性控制着高填方边坡的稳定性。土石混合料特殊的结构、物质及粒径组成等极其复杂,为探究土石混合料剪切特性影响因素及其规律,在室内试验基础上,基于PFC2D构建了颗粒离散元数值模型,分析了颗粒级配、初始孔隙率、块石尺寸及块石形状等因素对土石混合料剪切特性的影响。结果表明:土石混合料的剪应力-剪切位移曲线主要包括4个阶段:弹性变形、局部剪切、剪切破坏以及残余变形;块石形状、颗粒级配及初始孔隙率对土石混合料的破坏模式无明显影响,破坏模式均为应变软化型;当土石混合料的颗粒级配较差时,剪应力随剪切位移的增加出现较大波动,曲线出现明显"跳跃"现象;当含石量一定时,相同法向应力条件下,块石尺寸越大,土石混合料的抗剪强度越大,且随着法向应力的增大,不同块石尺寸的试验组之间抗剪强度差值也越大,块石尺寸对土石混合料抗剪强度的影响越明显。 展开更多
关键词 土石混合料 剪切特性 颗粒离散元
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隧道锚与下穿隧道相互影响的模型试验研究 被引量:11
15
作者 刘新荣 肖宇 +5 位作者 韩亚峰 罗维邦 张刚 冯超 赖国森 王开敏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期1978-1987,共10页
为研究下穿隧道近接施工对上部隧道锚力学响应特征的影响及隧道锚承载阶段下穿隧道受力特点,以玉楚高速白石岩Ⅰ号隧道下穿绿汁江大桥楚雄岸隧道锚工程为研究对象,开展了隧道锚与下穿隧道间相互影响规律的1∶100室内模型试验研究。研究... 为研究下穿隧道近接施工对上部隧道锚力学响应特征的影响及隧道锚承载阶段下穿隧道受力特点,以玉楚高速白石岩Ⅰ号隧道下穿绿汁江大桥楚雄岸隧道锚工程为研究对象,开展了隧道锚与下穿隧道间相互影响规律的1∶100室内模型试验研究。研究表明:(1)锚塞体沉降主要由下穿隧道先行洞开挖导致,后行洞掘进对锚塞体的扰动不明显。(2)锚-隧间围岩的应力经历“应力集中—应力转移—趋于稳定”3个发展阶段,围岩水平应力发生急剧变化的时间要早于竖向应力。(3)隧道开挖过程中初支承载作用明显,随着隧道临时支护的拆除,初支承担的围岩压力逐渐转向中隔墙。(4)施加主缆拉力的隧道锚会使锚-隧间部分围岩进入塑性状态,并导致下穿隧道拱肩和拱顶处产生较大的拉应力。 展开更多
关键词 连拱隧道 隧道式锚碇 室内模型试验 隧道施工 变形特征
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基于透明土石混合体的水力侵蚀特性研究 被引量:4
16
作者 刘汉龙 钟文涵 +3 位作者 仉文岗 周航 王鲁琦 顾东明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1868-1877,共10页
土石混合体是一种力学性质极其不均匀的材料,其水力侵蚀过程往往也是复杂和难以预测的。现有的水力侵蚀试验往往难以观察土石混合体水力侵蚀过程的变化,而透明土石混合体是一种可以较好地还原真实土石混合体力学性质的相似材料。基于此... 土石混合体是一种力学性质极其不均匀的材料,其水力侵蚀过程往往也是复杂和难以预测的。现有的水力侵蚀试验往往难以观察土石混合体水力侵蚀过程的变化,而透明土石混合体是一种可以较好地还原真实土石混合体力学性质的相似材料。基于此,进行了透明土石混合体水力侵蚀模型试验。试验考虑了含石量、块石尺寸、固结压力3个内在因素及流量外在因素。对试验结果进行二维断面分析以及三维重构,结果表明:对于每个试样组,存在一个平均侵蚀速率及临界侵蚀流量,平均侵蚀速率越小、临界侵蚀流量越大表明试样抗侵蚀能力越强。试样的抗侵蚀能力随着含石量增大而先增大后减小,随着块石尺寸增大而先增大后减小,随着固结压力增大而增大。纯土试样在低流速冲刷下最终会趋于光滑、平缓的“S”型岸坡,而在高流速冲刷下会在前端形成较陡的坡,而后端土体几乎被冲走;土石混合体通常在水力侵蚀下呈块状剥离,最终形成表面粗糙的倒梯形岸坡。 展开更多
关键词 透明土石混合体 含石量 块石尺寸 侵蚀速率 三维重构
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玄武岩-聚丙烯粗纤维混凝土管承载力试验研究 被引量:6
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作者 梁宁慧 周侃 +2 位作者 兰菲 刘新荣 邓志云 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第11期100-107,共8页
为改善素混凝土管易开裂、延性差等缺陷,基于纤维混凝土良好的抗裂性和耐久性,选用聚丙烯粗纤维和玄武岩纤维,设计了无纤维、单掺玄武岩纤维、单掺聚丙烯粗纤维及混掺玄武岩-聚丙烯粗纤维的四组混凝土管节,通过三点试验对比分析管节的... 为改善素混凝土管易开裂、延性差等缺陷,基于纤维混凝土良好的抗裂性和耐久性,选用聚丙烯粗纤维和玄武岩纤维,设计了无纤维、单掺玄武岩纤维、单掺聚丙烯粗纤维及混掺玄武岩-聚丙烯粗纤维的四组混凝土管节,通过三点试验对比分析管节的开裂破坏形态、荷载-位移曲线和承载力,并建立纤维混凝土管节三点试验的数值模型,进一步探究聚丙烯粗纤维与玄武岩纤维对素混凝土管破坏形态和承载力的影响。结果表明,聚丙烯粗纤维可有效地改善混凝土管的破坏形态,提高混凝土管节的抗裂性能与承载能力,相比于无纤维管节,混掺玄武岩-聚丙烯粗纤维管B2P4的承载力提升了46.26%,效果最佳。此外,各组管节数值模拟结果与试验结果较为一致,承载力误差控制在5%以内,表明模拟合理。通过试验和数值模拟,获得提升混凝土管节抗裂性能和承载力的玄武岩-聚丙烯粗纤维的最佳掺量。 展开更多
关键词 玄武岩-聚丙烯粗纤维 素混凝土管 三点试验 承载力 数值模拟
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软弱层峰前循环剪切宏细观累积损伤机制研究 被引量:5
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作者 刘新荣 许彬 +3 位作者 周小涵 谢应坤 何春梅 黄俊辉 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1291-1303,共13页
通过峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值模拟,研究了考虑多种因素影响的软弱层宏细观累积损伤机制。研究表明:(1)软弱层循环剪切变形及强度演化曲线共经历初始压剪非线性变形(弹性区)、应力爬升累积损伤非线性变形(弹塑性区)及应力恒定塑... 通过峰前循环剪切试验和PFC2D细观数值模拟,研究了考虑多种因素影响的软弱层宏细观累积损伤机制。研究表明:(1)软弱层循环剪切变形及强度演化曲线共经历初始压剪非线性变形(弹性区)、应力爬升累积损伤非线性变形(弹塑性区)及应力恒定塑性变形(塑性区)3个发展阶段;(2)软弱层峰值(残余)强度和累积剪切(法向)变形在相同含水率、法向压力、剪切速率、剪切幅度或相对厚度下随循环剪切次数增加分别降低和增大,而其在相同循环剪切次数下随各因素影响值增大分别依次降低、增大、降低、降低、增大和增大、降低、增大、增大、降低;(3)软弱层细观累积损伤裂纹数量及能量演化曲线分别呈初期微―陡增、前期缓增、中期陡增、后期微增和前期陡增、中期缓增、后期微增的阶段性发展特征,且细观累积损伤裂纹呈近似"S型带状"分布于剪切面附近两侧;(4)软弱层宏细观累积损伤破坏模式可概括为压剪―起裂破坏(剪胀效应)、磨损―错动―啃断破坏(剪胀―疏松―剪缩效应)及贯通―滑移破坏(剪缩效应)3种基本类型。 展开更多
关键词 软弱层 峰前循环剪切 PFC2D 破坏模式 演化过程 累积损伤机制
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含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤机制研究 被引量:5
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作者 刘新荣 郭雪岩 +4 位作者 许彬 周小涵 曾夕 谢应坤 王䶮 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期637-648,共12页
对消落带劣化岩体及水库诱发地震共同影响下三峡库区某典型危岩边坡的稳定性进行了研究,设计并开展了几何相似比为1:100的振动台模型试验,探讨了含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤—失稳破坏演化全过程及其动力响应规律。研究表明... 对消落带劣化岩体及水库诱发地震共同影响下三峡库区某典型危岩边坡的稳定性进行了研究,设计并开展了几何相似比为1:100的振动台模型试验,探讨了含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤—失稳破坏演化全过程及其动力响应规律。研究表明:含消落带劣化岩体的危岩边坡动力累积损伤—失稳破坏全过程可归结为坡体内部损伤累积—裂隙发育—次级节理与深大裂隙贯通—失稳倾倒,同时伴随消落带岩体表层松动—掉落—破坏及内部出现渗流网—形成渗流通道—形成“凹腔”的复合破坏模式;随着地震动的持续,危岩体内部动力响应规律具有典型的“趋高”及“趋表”效应,危岩边坡表面累积位移不断增加,消落带处孔隙水压力整体增加,危岩边坡内部水平向及竖直向土压力在全阶段中整体均呈先增大后减小的规律;危岩边坡自振频率及阻尼比在全阶段整体呈减小和增加的趋势;在小震结束前阶段及强震阶段,危岩边坡损伤度曲线分别呈“S”型分布和指数型分布。 展开更多
关键词 危岩边坡 振动台模型试验 消落带劣化岩体 动力响应规律 累积损伤机制
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含Z型相交裂隙岩体剪切力学行为研究 被引量:2
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作者 刘新荣 刘馨琳 +3 位作者 许彬 王子娟 曾夕 陈欣 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2023年第6期1872-1880,共9页
采用水刀切割加工灰岩原样,开展含Z型相交裂隙试样的室内直剪试验,系统地研究了剪应力-剪位移曲线,分析了预制裂隙倾角和法向应力对含Z型相交裂隙试样强度、变形及裂纹扩展的影响,并阐明了含Z型相交裂隙试样破坏演化机制。研究表明:①... 采用水刀切割加工灰岩原样,开展含Z型相交裂隙试样的室内直剪试验,系统地研究了剪应力-剪位移曲线,分析了预制裂隙倾角和法向应力对含Z型相交裂隙试样强度、变形及裂纹扩展的影响,并阐明了含Z型相交裂隙试样破坏演化机制。研究表明:①剪应力-剪位移曲线可分为预制裂隙(孔隙)压实阶段(初期下凹)、准线性变形阶段(中期线性波动)、峰前不稳定断裂发展阶段(后期上凸)及峰后强度残余阶段(陡降)4个变形破坏阶段;②相同裂隙倾角下裂隙岩体的峰值剪应力随法向应力增大而增大(近线性),且相同法向压力下裂隙岩体的峰值剪应力随裂隙倾角增大而减小(趋势渐缓);③裂隙宏观损伤裂纹演化过程可分为初始压密弹性阶段、裂纹扩展增长阶段及贯通断裂破坏阶段,且其破坏模式包括拉伸破坏、剪切破坏及拉剪混合破坏(拉伸-剪切贯通和剪切-拉伸-剪切贯通)。 展开更多
关键词 Z型相交裂隙 直接剪切 力学特性 裂隙倾角 裂纹扩展 破坏模式
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